TITANIO
ALEACIONES
Ti (cp = puro)
Resistente a la corrosión, muy utilizado en la industria química y marina, además posee una buena soldabilidad. Formado por 98.7% Ti + Impurezas (C, H, O, N, Fe). Cuanta más impureza, menos resistente a la corrosión, peor se suelda y más barato. Las impurezas endurecen. Es el que mejor se suelda.
Ti-α (Aleaciones aeronáuticas excepto Ti-Pd)
Ti-0,2Pd: muy resistentes a la corrosión, muy caras. Ti-5Al-2,5Sn y Ti-5Al-2,5Sn ELI: para aplicaciones criogénicas
Aleaciones de Ti super α
Fase-α + fase-β (retenida), < 2,5% de β estabilizantes. Resistentes a la temperatura. Temperaturas de servicio hasta 580ºC. Para calcular el tiempo en el que tarda en deformarse, se utiliza el «PARÁMETRO» de Larson Miller: Ø=temp(20+ Log tiemp) x10E-3
Ti α + β
Endurecen por tratamiento térmico (TT), 4-6% de elementos estabilizantes, posee una amplia variedad de propiedades. Ti-6Al-4V es la aleación más utilizada en estructuras ligeras. Buena resistencia a la corrosión, conformabilidad y soldadura.
Ti-β
Poseen una mejor respuesta a los TT, tienen una mayor densidad y poseen una gran conformabilidad.
RESUMEN:
Tomando el Ti-6Al-4V como referencia, los alfa y superalfa aumentan la resistencia a la tracción, fluencia, soldabilidad y resistencia a la corrosión. Alfa más beta está en medio, y Casi BETA y BETA, aumentan la conformabilidad, densidad y templabilidad y TT.
SOLDABILIDAD
El Ti se hace sensible a la fragilización en la soldadura debido a la presencia de C, O, N, H. Este fenómeno se ve más acusado si el Ti se encuentra altamente aleado con elementos metálicos. Además, tienen una alta reactividad cuando se calienta a la temperatura de soldadura, es susceptible de corrosión bajo tensión en ciertos ambientes, y podemos observar estructuras frágiles cuando el Ti es soldado a otros metales. A veces se saca todo el aire de la cabina donde hay que soldar y se mete Ar. Esto es caro y hay que saber hacerlo.
Proceso de soldadura
Los procesos más comunes son TIG y MIG. Hemos de tener un alto grado de protección por encima de los 650ºC, se da una rápida difusión de (O, N, H) en el baño de fusión. Las fuentes de estos gases son: gas protector no puro, inadecuada protección del gas, suciedad, humedad.
Respaldos en soldadura de Ti
Medios para que, cuando se hacen uniones con gas protector, las zonas colindantes a lo que se va soldando estén protegidas. Las turbulencias del gas protector, la velocidad, etc. hay que tenerlas en cuenta. La limpieza en este material es fundamental antes de ejecutar la soldadura para no provocar roturas.
Recomendaciones
- Evitar humedad
- Evitar el contacto con el aire debido a que el Ti es muy reactivo a alta temperatura
- Utilizar gases protectores lo más puros posibles (He o Ar)
- Realizar un recocido contra tensiones
- Presencia de turbulencias de aire: mismo efecto que gas impuro
- Proteger las zonas opuestas a la soldadura ya que produce difusión de elementos intersticiales
- Aumentar los flujos de gas
Color de la soldadura
El color de la soldadura sirve para saber si está bien la soldadura. Colores violáceos y azules indican mala soldadura. Bronce, marrón, plata, etc. indican buena soldadura.
ALUMINIO
SOLDABILIDAD
Son aplicables todos los métodos de unión: TIG, MIG, Brazing, Soldadura blanda, adhesivos, remaches. TIG y MIG (uniones más resistentes). Las aleaciones de aluminio son susceptibles al agrietamiento en caliente, y para combatir el problema los soldadores aumentan la velocidad de la soldadura para reducir el aporte de calor. El precalentamiento reduce el gradiente de temperatura a través de la zona de soldadura y, por lo tanto, ayuda a reducir el agrietamiento en caliente, pero puede reducir las características mecánicas. Las aleaciones no tratables térmicamente se ablandan por efecto de la temperatura. En la zona de la soldadura baja la dureza. Cuando hay deformación en frío, por efecto de la temperatura, se ablanda la unión también. Las aleaciones tratables térmicamente se ablandan por la modificación de los precipitados, las zonas de la ZAT como puntos blandos. Las tratables se ablandan más.
SOLDADURA FUERTE (BRAZING)
Se utiliza un material de aportación por encima de 450ºC. El brazing es más común en aleaciones no tratables térmicamente (1xxx, 3xxx, 5xxx). Los materiales para el brazing son las aleaciones Al-Si (6,8-11% Si). Temperaturas del proceso cercanas a temperaturas de fusión del material.
DEFECTOLOGÍA
Uno de los mayores problemas de la soldadura de Al es derivado del alto coeficiente de expansión térmica. Durante el proceso de solidificación del cordón, se pueden producir altas tensiones mecánicas, llegándose a agrietar el cordón en ciertos casos de embridamiento. Para evitarlo, una técnica suele ser la de precalentar para evitar la localización de la contracción. Pero el nivel de aleantes también influye. Agrietamiento en caliente y agrietamiento por expansión son los fallos más importantes. Temperaturas del proceso cercanas a temperatura de fusión del material.